(57)【要約】【課題】  電動パワーステアリング装置において、電動モータの動力伝達機構を構成する駆動プーリと従動プーリに巻掛けたベルトの張力を、簡易な構成により、維持すること。【解決手段】  電動パワーステアリング装置１０において、ギヤハウジング１１Ａに、駆動プーリ２２を支持する駆動プーリ支持部４１と、従動プーリ３６を支持する従動プーリ支持部４２を設け、ギヤハウジング１１Ａの構成材料より線膨張係数の小さい材料からなる補強部材５０を、ギヤハウジング１１Ａ内の駆動プーリ支持部４１から従動プーリ支持部４２に渡る範囲に鋳込んでなるもの。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ギヤハウジングにラック軸を直線移動可能に支持するとともに、ギヤハウジングに電動モータを取付け、電動モータの回転軸に結合した駆動プーリの回転力を、該駆動プーリにベルトを介して接続された従動プーリを含む動力伝達機構を介してラック軸に伝える電動パワーステアリング装置において、
ギヤハウジングに、駆動プーリを支持する駆動プーリ支持部と、従動プーリを支持する従動プーリ支持部を設け、ギヤハウジングの構成材料より線膨張係数の小さい材料からなる補強部材を、ギヤハウジング内の駆動プーリ支持部から従動プーリ支持部に渡る範囲に鋳込んでなることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記補強部材が、駆動プーリ支持部を囲む第１の環状部と、従動プーリ支持部を囲む第２の環状部と、両環状部をつなぐ継ぎ部とを有する請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
ギヤハウジングにラック軸を直線移動可能に支持するとともに、ギヤハウジングに電動モータを取付け、電動モータの回転軸に結合した駆動ギヤの回転力を、該駆動ギヤに噛合う従動ギヤを含む動力伝達機構を介してラック軸に伝える電動パワーステアリング装置において、
ギヤハウジングに、駆動ギヤを支持する駆動ギヤ支持部と、従動ギヤを支持する従動ギヤ支持部を設け、ギヤハウジングの構成材料より線膨張係数の小さい材料からなる補強部材を、ギヤハウジング内の駆動ギヤ支持部から従動ギヤ支持部に渡る範囲に鋳込んでなることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記補強部材が、駆動ギヤ支持部を囲む第１の環状部と、従動ギヤ支持部を囲む第２の環状部と、両環状部をつなぐ継ぎ部とを有する請求項３に記載の電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置は、ギヤハウジングにラック軸を直線移動可能に支持するとともに、ギヤハウジングに電動モータを取付け、電動モータの回転軸に結合した駆動プーリの回転力を、該駆動プーリにベルトを介して接続された従動プーリを含む動力伝達機構を介してラック軸に伝える。運転者がステアリングホイールを操舵し、ステアリング軸に接続したピニオンが噛合うラック軸を移動させる操舵力を、電動モータによりアシストするものである。
【特許文献１】特開2003-220959
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１の電動パワーステアリング装置では、ギヤハウジングに駆動プーリと従動プーリを支持した状態下で、ギヤハウジングが熱変形したとき、駆動プーリと従動プーリに巻掛けられたベルトの張力が変化してベルトに異常なテンションが発生してしまう。また、寒冷地においてはベルトにたるみを生じやすくなる。このように電動モータによる操舵力の適切なアシストを困難にするおそれがある。
【０００４】
本発明の課題は、電動パワーステアリング装置において、電動モータの動力伝達機構を構成する駆動プーリと従動プーリに巻掛けたベルトの張力を、簡易な構成により、維持することにある。
【０００５】
本発明の他の課題は、電動パワーステアリング装置において、電動モータの動力伝達機構を構成する駆動ギヤと従動ギヤの歯面間のバックラッシュを、簡易な構成により、維持することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、ギヤハウジングにラック軸を直線移動可能に支持するとともに、ギヤハウジングに電動モータを取付け、電動モータの回転軸に結合した駆動プーリの回転力を、該駆動プーリにベルトを介して接続された従動プーリを含む動力伝達機構を介してラック軸に伝える電動パワーステアリング装置において、ギヤハウジングに、駆動プーリを支持する駆動プーリ支持部と、従動プーリを支持する従動プーリ支持部を設け、ギヤハウジングの構成材料より線膨張係数の小さい材料からなる補強部材を、ギヤハウジング内の駆動プーリ支持部から従動プーリ支持部に渡る範囲に鋳込んでなるようにしたものである。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記補強部材が、駆動プーリ支持部を囲む第１の環状部と、従動プーリ支持部を囲む第２の環状部と、両環状部をつなぐ継ぎ部とを有するようにしたものである。
【０００８】
請求項３の発明は、ギヤハウジングにラック軸を直線移動可能に支持するとともに、ギヤハウジングに電動モータを取付け、電動モータの回転軸に結合した駆動ギヤの回転力を、該駆動ギヤに噛合う従動ギヤを含む動力伝達機構を介してラック軸に伝える電動パワーステアリング装置において、ギヤハウジングに、駆動ギヤを支持する駆動ギヤ支持部と、従動ギヤを支持する従動ギヤ支持部を設け、ギヤハウジングの構成材料より線膨張係数の小さい材料からなる補強部材を、ギヤハウジング内の駆動ギヤ支持部から従動ギヤ支持部に渡る範囲に鋳込んでなるようにしたものである。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項３の発明において更に、前記補強部材が、駆動ギヤ支持部を囲む第１の環状部と、従動ギヤ支持部を囲む第２の環状部と、両環状部をつなぐ継ぎ部とを有するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１０】
（請求項１）
(a)ギヤハウジングの構成材料（例えばアルミニウム）より線膨張係数の小さい材料（例えば鉄）からなる補強部材を、ギヤハウジング内の駆動プーリ支持部から従動プーリ支持部に渡る範囲に鋳込んだ。従って、ギヤハウジングが熱変形したとき、駆動プーリと従動プーリの軸間距離の変化量を減縮できる。これにより、駆動プーリと従動プーリに巻掛けられたベルトの張力を可及的に維持してベルトのたるみ・伸びを防止し、電動モータによる操舵アシストの安定を図ることができる。
【００１１】
（請求項２）
(b)補強部材が、駆動プーリ支持部を囲む第１の環状部と、従動プーリ支持部を囲む第２の環状部と、両環状部をつなぐ継ぎ部とを有するものとすることにより、駆動プーリと従動プーリの軸間距離の変化を、安定確実に抑制できる。
【００１２】
（請求項３）
(c)ギヤハウジングの構成材料（例えばアルミニウム）より線膨張係数の小さい材料（例えば鉄）からなる補強部材を、ギヤハウジング内の駆動ギヤ支持部から従動ギヤ支持部に渡る範囲に鋳込んだ。従って、ギヤハウジングが熱変形したとき、駆動ギヤと従動ギヤの軸間距離の変化量を減縮できる。これにより、駆動ギヤと従動ギヤの歯面間のバックラッシュを可及的に維持してそれらの噛合いの適度を保ち、電動モータによる操舵アシストの安定を図ることができる。
【００１３】
（請求項４）
(d)補強部材が、駆動ギヤ支持部を囲む第１の環状部と、従動ギヤ支持部を囲む第２の環状部と、両環状部をつなぐ継ぎ部とを有するものとすることにより、駆動ギヤと従動ギヤの軸間距離の変化を、安定確実に抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は実施例１の電動パワーステアリング装置を示す全体側面図、図２は図１の要部断面図、図３は補強部材を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、図４は実施例２の電動パワーステアリング装置を示す要部断面図である。
【実施例】
【００１５】
（実施例１）（図１〜図３）
電動パワーステアリング装置１０は、図１に示す如く、ギヤハウジング１１（第１ギヤハウジング１１Ａと第２ギヤハウジング１１Ｂ）を有し、このギヤハウジング１１（第１ギヤハウジング１１Ａ）にステアリング入力軸１２を支持し、入力軸１２にトーションバー１３を介して出力軸（不図示）を連結し、この出力軸にピニオン（不図示）を設け、このピニオンに噛合うラック軸１４をギヤハウジング１１に左右方向に直線移動可能に支持している。入力軸１２と出力軸の間には、不図示の操舵トルクセンサを設けている。操舵トルクセンサは、ステアリングホイールに加えた操舵トルクに起因するトーションバーの弾性ねじり変形により、入力軸１２と出力軸の間に生ずる相対回転変位に基づき、操舵トルクを検出する。
【００１６】
電動パワーステアリング装置１０は、ラック軸１４の両端部をギヤハウジング１１（第１ギヤハウジング１１Ａ、第２ギヤハウジング１１Ｂ）の両側に突出し、それらの端部にタイロッド１５Ａ、１５Ｂを連結し、ラック軸１４の直線移動に連動するタイロッド１５Ａ、１５Ｂを介して、左右の車輪を転舵可能にする。
【００１７】
電動パワーステアリング装置１０は、電動モータ２０を取付ボルト２１によりギヤハウジング１１（第２ギヤハウジング１１Ｂ）に取付け、図２に示す如く、電動モータ２０の回転軸２０Ａのセレーションを駆動プーリ２２の中心軸２３のセレーション孔に同軸的に結合している。駆動プーリ２２の中心軸２３は、ギヤハウジング１１（第１ギヤハウジング１１Ａと第２ギヤハウジング１１Ｂ）に支持した軸受２４、２５により回転自在に支持される。２５Ａは軸受２５の外輪固定用ナットである。
【００１８】
電動パワーステアリング装置１０は、ラック軸１４にボールねじ３０を設け、ボールねじ３０にボール３１を介して噛合うボールナット３２を有し、ギヤハウジング１１（第１ギヤハウジング１１Ａ）に支持した軸受３３によりボールナット３２を回転自在に支持する。３３Ａは軸受３３の外輪固定用ナットである。
【００１９】
電動パワーステアリング装置１０は、ギヤハウジング１１（第２ギヤハウジング１１Ｂ）に支持した軸受３４、３５により従動プーリ３６のボス部を回転自在に支持する。３４Ａは軸受３４の外輪固定用ナットである。第１ギヤハウジング１１Ａと第２ギヤハウジング１１Ｂがボルト１６により締結されたとき、ボールナット３２の外周のスプライン部に、従動プーリ３６のボス部に設けたスプライン孔がスプライン結合される。これにより、従動プーリ３６は、ボールナット３２及び軸受３３を介して、第１ギヤハウジング１１Ａにも支持されたものとなる。
【００２０】
電動パワーステアリング装置１０は、電動モータ２０の側の駆動プーリ２２と、ボールナット３２の側の従動プーリ３６にベルト３７を巻掛け、駆動プーリ２２の回転力をベルト３７から従動プーリ３６経由でボールナット３２に伝え、ひいてはラック軸１４に伝えて該ラック軸１４を直線移動させる。
【００２１】
以下、電動パワーステアリング装置１０の動作について説明する。
(1)操舵トルクセンサが検出した操舵トルクが所定値より低いとき、操舵アシスト力は不要であり、電動モータ２０は駆動されない。
【００２２】
(2)操舵トルクセンサが検出した操舵トルクが所定値を超えるとき、操舵アシスト力を必要とするから、電動モータ２０が駆動される。電動モータ２０の発生トルクに基づく駆動プーリ２２の回転力が、ベルト３７から従動プーリ３６経由でボールナット３２に伝えられ、ボールねじ３０を介してラック軸１４を直線移動させる操舵アシスト力になる。
【００２３】
しかるに、電動パワーステアリング装置１０において、ギヤハウジング１１（第１ギヤハウジング１１Ａと第２ギヤハウジング１１Ｂ）は例えばアルミニウム（線膨張係数：23.6×10-6（20〜40℃））にて鋳造される。
【００２４】
ここで、第１ギヤハウジング１１Ａは、駆動プーリ２２を支持する軸受２４が嵌合される部分を駆動プーリ支持部４１とする。また、第１ギヤハウジング１１Ａは、従動プーリ３６をボールナット３２とともに支持する軸受３３が嵌合される部分を従動プーリ支持部４２とする。
【００２５】
そして、第１ギヤハウジング１１Ａは、該第１ギヤハウジング１１Ａの構成材料たるアルミニウムより線膨張係数の小さい材料である例えば鉄（線膨張係数：：11.76×10-6（20〜40℃））からなる補強部材５０を、第１ギヤハウジング１１Ａ内の駆動プーリ支持部４１から従動プーリ支持部４２に渡る範囲に鋳込んでいる。
【００２６】
補強部材５０は、図３に示す如く、駆動プーリ支持部４１を囲む小円環状の第１の環状部５１と、従動プーリ支持部４２を囲む大円環状の第２の環状部５２と、両環状部５１、５２をつなぐ平板状継ぎ部５３とからなる。第１の環状部５１は、継ぎ部５３と同一面をなす円環部５１Ａと、円環部５１Ａの上半周部から突出する半円環部５１Ｂを備える。第２の環状部５２は、継ぎ部５３の両面から突出する。補強部材５０は、鋳造、溶接等により製作できる。
【００２７】
図２の補強部材５０は、第１ギヤハウジング１１Ａの内部に埋込まれたものであり、第１の環状部５１と第２の環状部５２は軸受２４、３３の外輪を第１ギヤハウジング１１Ａのアルミニウムの介在下で囲む。補強部材５０は、第１ギヤハウジング１１Ａの表面に露出状になって第１の環状部５１と第２の環状部５２の内周面により軸受２４、３３の外輪を直接接触状態で囲むものでも良い。
【００２８】
本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)ギヤハウジング１１Ａの構成材料（例えばアルミニウム）より線膨張係数の小さい材料（例えば鉄）からなる補強部材５０を、ギヤハウジング１１Ａ内の駆動プーリ支持部４１から従動プーリ支持部４２に渡る範囲に鋳込んだ。従って、ギヤハウジング１１Ａが熱変形したとき、駆動プーリ２２と従動プーリ３６の軸間距離の変化量を減縮できる。これにより、駆動プーリ２２と従動プーリ３６に巻掛けられたベルト３７の張力を可及的に維持してベルト３７のたるみ・伸びを防止し、電動モータ２０による操舵アシストの安定を図ることができる。
【００２９】
(b)補強部材５０が、駆動プーリ支持部４１を囲む第１の環状部５１と、従動プーリ支持部４２を囲む第２の環状部５２と、両環状部５１、５２をつなぐ継ぎ部５３とを有するものとすることにより、駆動プーリ２２と従動プーリ３６の軸間距離の変化を、安定確実に抑制できる。
【００３０】
（実施例２）（図４）
実施例２が実施例１と異なる点は、駆動プーリ２２を駆動ギヤ６１に代え、従動プーリ３６を従動ギヤ６２に代えたことにある。
【００３１】
駆動ギヤ６１の中心軸６１Ａは電動モータ２０の回転軸２０Ａにセレーション結合し、従動ギヤ６２のボス部はボールナット３２にスプライン結合され、駆動ギヤ６１と従動ギヤ６２の噛合いにより、電動モータ２０の回転をラック軸１４に伝える動力伝達機構を構成する。
【００３２】
第１ギヤハウジング１１Ａは、駆動ギヤ６１を支持する軸受２４が嵌合される部分を駆動ギヤ支持部７１とする。また、第１ギヤハウジング１１Ａは、従動ギヤ６２をボールナット３２とともに支持する軸受３３が嵌合される部分を従動ギヤ支持部７２とする。
【００３３】
そして、第１ギヤハウジング１１Ａは、該第１ギヤハウジング１１Ａの構成材料たるアルミニウムより線膨張係数の小さい材料である例えば鉄からなる補強部材５０を、第１ギヤハウジング１１Ａ内の駆動ギヤ支持部７１から従動ギヤ支持部７２に渡る範囲に鋳込んでいる。
【００３４】
補強部材５０は、実施例１と同様に構成され、駆動ギヤ支持部７１を囲む第１の環状部５１と、従動ギヤ支持部７２を囲む第２の環状部５２と、両環状部５１、５２をつなぐ継ぎ部５３とを有する。
【００３５】
本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)ギヤハウジング１１Ａの構成材料（例えばアルミニウム）より線膨張係数の小さい材料（例えば鉄）からなる補強部材５０を、ギヤハウジング１１Ａ内の駆動ギヤ支持部７１から従動ギヤ支持部７２に渡る範囲に鋳込んだ。従って、ギヤハウジング１１Ａが熱変形したとき、駆動ギヤ６１と従動ギヤ６２の軸間距離の変化量を減縮できる。これにより、駆動ギヤ６１と従動ギヤ６２の歯面間のバックラッシュを可及的に維持してそれらの噛合いの適度を保ち、電動モータ２０による操舵アシストの安定を図ることができる。
【００３６】
(b)補強部材５０が、駆動ギヤ支持部７１を囲む第１の環状部５１と、従動ギヤ支持部７２を囲む第２の環状部５２と、両環状部５１、５２をつなぐ継ぎ部５３とを有するものとすることにより、駆動ギヤ６１と従動ギヤ６２の軸間距離の変化を、安定確実に抑制できる。
【００３７】
以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は実施例１の電動パワーステアリング装置を示す全体側面図である。
【図２】図２は図１の要部断面図である。
【図３】図３は補強部材を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図４】図４は実施例２の電動パワーステアリング装置を示す要部断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  電動パワーステアリング装置
１１  ギヤハウジング
１１Ａ  第１ギヤハウジング
１１Ｂ  第２ギヤハウジング
１４  ラック軸
２０  電動モータ
２０Ａ  回転軸
２２  駆動プーリ
３６  従動プーリ
３７  ベルト
４１  駆動プーリ支持部
４２  従動プーリ支持部
５０  補強部材
５１  第１の環状部
５２  第２の環状部
５３  継ぎ部
６１  駆動ギヤ
６２  従動ギヤ
７１  駆動ギヤ支持部
７２  従動ギヤ支持部
【図１】
2005343396.tif 000003
【図２】
2005343396.tif 000004
【図３】
2005343396.tif 000005
【図４】
2005343396.tif 000006